Zu den Bereichen, für die die additive Fertigung entwickelt wurde, gehört zweifellos die Automotive-Branche. Schließlich besteht gerade in der Automobilbranche ein spezieller Bedarf, Prototypen und Kleinserien in kurzer Zeit und kostengünstig zu fertigen. Wir von 3D Activation möchten Ihnen daher ein paar Anwendungsbeispiele für Rapid Prototyping im Automotive-Bereich vorstellen:
3D Druck in der Automobilbranche: Steuer- und Regelalgorithmen basierte Systeme
Mit Hilfe des Systems „MATLAB/Simulink“ können Automotive-Anwender Steuer- und Regelalgorithmen auf dezidierten Rapid-Prototyping-Systemen modellbasiert entwickeln. Möglich macht dies ein bereits 2011 auf den Markt gebrachtes, integriertes Entwicklungssystem, welches aus IBMs „Power-PC“ und Intels „Atom“-Prozessor besteht.
Entsprechende Entwicklungssysteme basieren in der Regel auf leistungsstarken Embedded-Prozessoren und -Betriebssystemen. Diese stellen das Echtzeitverhalten, schnelle Bootzeiten, sowie einen zuverlässigen, autonomen Betrieb im Feld sicher. Auch stehen in der Regel umfangreiche Möglichkeiten bereit, um serielle Kommunikationsbusse I/O-Kanäle anzubinden.
Im Automotive-Bereich werden diese Rapid-Prototyping-Systeme genutzt, um Steuerfunktionsgeräte direkt im Fahrzeug zu entwickeln und ebendort auch zu erproben. Auf diesem Wege wird insbesondere den aktuellen Entwicklungstrends in den Bereichen assistiertes (bis mittelfristig autonomes) Fahren, Elektromobilität, Bildverarbeitung, sowie Telematik Rechnung getragen, mit deren besonderen Herausforderungen.
Rapid Prototyping im Automotive-Bereich: Die Reglerentwicklung
Generell erfolgt im Automotive-Bereich die Entwicklung der Regler-Algorithmen in den Steuergeräten entweder durch einen handgeschriebenen Code oder durch einen modelbasierten Ansatz.
Entscheidend ist dabei eine Software namens Simulink. Mit deren Hilfe entwickeln Automotive-Kunden ihren Algorithmus, und zwar in einer grafischen Modellierungssprache, zum Beispiel mit Funktionsblöcken von MathWorks oder dSpace.
Virtuelle Steuergeräte auf dem PC ermöglichen hier also intelligente Rapid-Prototyping-Konstruktionen, welche sich am 3D Drucker hinterher problemlos in die Realität umsetzen lassen.
Welche Vorteile bietet Rapid Prototyping im Automotive-Bereich?
Die wichtigsten Vorzüge von Rapid Prototyping gegenüber konventionellen Technologien der Prototypen-Fertigung lassen sich folgendermaßen in fünf Punkten zusammenfassen:
1. Vorteil: Schnellere Produktion des Prototyps
Per Rapid Prototypen lassen sich (funktionale) Prototypen wesentlich schneller fertigen als mit herkömmlichen Methoden. In der Regel dauert die Produktion nur ein paar Tage. Dieser Zeitrahmen ist freilich in Abhängigkeit zum Fertigungsverfahren sowie zu Komplexität und Größe des zu produzierenden Bauteils zu verstehen.
2. Vorteil: Werkzeuglose Fertigung
Da im Rapid Prototyping keine kosten- und zeitintensive Fertigung nötig ist, können mit ein und demselben Rapid-Prototyping-Gerät viele verschiedene Geometrien erstellt werden. Dabei können Fehler und Ungenauigkeiten durch das physische Modell wesentlich besser und schneller erkannt werden, was eine weitere Zeit- und Kostenersparnis mit sich bringt.
3. Vorteil: Leichtere Fehlerkorrektur
Dank der schnellen und kostengünstigen Fertigung ermöglicht Rapid Prototyping, dass der sogenannte Trial-and-Prozess zügiger und kostengünstiger als bislang ablaufen kann. Durch das frühzeitige Entdecken und Beheben von Fehlern im Design lassen sich die Kosten der notwendigen Überarbeitung entscheidend reduzieren.
4. Vorteil: Weniger Abfall
Auch die Menge an entstehendem Abfall kann entscheidend reduziert werden, da additive Technologien fertigungsbedingt weniger Ausschuss erzeugen als subtraktive Verfahren.
5. Vorteil: Individualisierte Produkte
Gerade bei geringen Stückzahlen erweist sich Rapid Prototyping im Vergleich zu traditionellen Fertigungsverfahren als besonders kostengünstig. Davon profitieren insbesondere Unternehmen, welche individualisierte oder personalisierte Produkte anbieten.
Mehr zum Einsatz der 3D Drucktechnik in der Automobilbranche erfahren Sie in unserem Blog.
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